摘要：北京化工大学李韦伟教授团队利用双缆聚合物用于大面积单组分有机太阳能电池（SCOSCs）制备，有效改善放大制备过程中成膜均匀性，可减少效率差距并提升大面积器件再现性，同时制备的大面积单组分柔性光伏器件，显示出优异的机械稳定性及储存稳定性。

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柔性和可大面积印刷制备是有机太阳能电池（OSCs）走向工业化的关键特色。然而，从小面积器件过渡到大面积模组的过程中，大面积薄膜质量的控制存在一定的困难，造成器件效率和良率的巨大落差。李韦伟教授团队详细探究了这些问题的起源，并发现供体和受体的不同粘度是影响成膜质量的关键因素，它们不同的粘度使溶液过程中的薄膜不均匀，存在水平方向上的分布差异，进而导致效率和良率显著降低。进一步地，提出利用双缆聚合物作为制备光活性层的单一材料可使得给受体分布更加均匀，分别制备了大面积刚性和柔性光伏器件，有效减小放大制备后的效率差距和提升大面积器件重复性。 

图1 单组分和双组分光活性层材料黏度测试

图2 小面积和大面积光伏器件光伏性能及重复性

当从0.04 cm²到1.0 cm²器件时，双组分OSCs的平均效率从7.29 %降低到4.66 %，标准偏差从0.45增加到2.18，而基于双电缆聚合物as-DCPIC在相同的放大制备过程中平均效率从9.56 %变为8.49 %，标准差从0.18增加到0.57。此外，制备1 cm²大面积柔性SCOSCs光电转化效率达9.45 %，表现出优异的机械和储存稳定性。最终结果表明，以双电缆共轭聚合物作为单一光活性层材料可以缓解实验室到工业制造过程中转化的效率及再现性差距，且利于稳定的大面积柔性OSCs制备。

图3 柔性大面积光伏器件机械稳定性及储存稳定性测试

相关成果以“Enhancing the Reproducibility of Large-Area Organic Solar Cells via Double-Cable Conjugated Polymers”为题发表在国际期刊《Chemical Engineering Journal》上。北京化工大学博士研究生谢程程为论文第一作者，北京化工大学李韦伟教授和肖承义博士为共同通讯作者，本研究由北京自然科学基金，科技部和国家自然科学基金委，中央高校基本科研基金，有机无机复合材料国家重点实验室开放项目（oic-202201006）和国家重点开放项目共同支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142124